MMI激光显微切割与单细胞操作系统及应用.pdf

Gene Express 基因快讯2011年第1期 MMI激光显微切割与单细胞操作系统及应用 ——高质量单一类型样本采集的保证 如何获取感兴趣的单一类型的待研究细胞或组织， 标部分切割分离下来。它可作为日常收集纯净靶细胞以用 这一直是困扰研究者多年的的问题之一，使得整个研究 于后续DNA 、RNA和蛋白研究的工具，是连接形态学与 的灵敏度和重复性受到了很大的影响。我们知道，无论 分子生物学研究的桥梁。激光显微切割技术 （LMD ）已 正常组织或是病变组织均由众多不同类型的细胞组成， 经在肿瘤研究，心血管疾病研究，基因组学，蛋白组学以 即使肿瘤块，仍混有正常细胞和癌变细胞，同时癌变细 及细胞生物学等众多领域被广泛运用，它拓宽了基因组学 胞中还包含不同的发展阶段，所以在基因表达水平上还 研究的领域和精度，更为分子肿瘤学的发展提供了不可替 可能会存在很大的差异。使用常规的混合样本 （如通过 代的帮助，已日渐成为不可替代的支柱技术之一。 组织块匀浆获得的核酸样本）进行研究，会有很多有用 举个例子来说 （图1），在对乳腺癌样本的基因表达 的信息被淹没在众多的背景信息中，不仅影响实验的可 情况进行研究时，如果采用一般的病变组织块匀浆处理后 靠性，无法找出真正相关细胞的表达情况，也很难比较 抽提的RNA进行杂交，结果会发现Proteoglycan 1和CD53 不同类型细胞的基因表达变化，对诸如原位癌、上皮不 antigen基因表达量较高，Proteosome subunit基因相对较 典型增生、癌克隆起源和精子发生学等方面的研究尤其 低。但在癌变的细胞中，真实的情况是不是这样的呢？ 如此。 我们采用显微切割技术，将癌变细胞特异地切割下来，再 此外，通常情况下我们进行分子生物学和分子遗 使用同样的后续处理方法进行研究就可以发现，在单纯 传学试验时都是获得一块组织样本或者一个细胞群来进 的癌变细胞中，Proteosome subunit基因的表达量远远高于 行试验的。单一类型细胞的获得也不容忽视，因为严格 Proteoglycan 1和CD53 antigen基因。是什么原因导致两次 讲，任何两个细胞之间比较都是有差异的，比如基因水 分析的结果差别如此巨大呢？简单分析后不难发现，问题 平的差异，比如表达水平的差异，因此任何两个细胞都 之所在是：最初的实验使用的是混合样本！由于正常细胞 互为异质细胞，非同质细胞。因此用一群细胞作为起始 中Proteoglycan 1和CD53 antigen属于表达量很高的基因， 样本分析，不能准确反映每个单细胞的真实情况，往往 而Proteosome subunit基因表达量相对要低很多，因此使用 会因为细胞的异质性而得不到真实的结果。有些情况下 混合的组织样本就导致了癌变细胞中的真实基因表达情况 我们必须以单细胞为起始样本进行试验，如在进行试管 淹没在正常细胞的背景信号中，很难发现癌变细胞中真实 婴儿的受精卵植入前诊断时，在受精卵分裂到8个细胞 的基因表达情况。这时候，使用显微切割技术，从混合的 时取其中一个细胞进行多个遗传指标的诊断，这时我们 组织样本中将需要研究的细胞特异的分离出来，就可能发 只能使用一个细胞进行试验。目前很多科学家都开始关 现以往使用混合样本无法发现的肿瘤表达标签。 注单细胞研究，因为单细胞中同样包含了一个物种全部 的遗传基因，这样一个细胞就可以代表一个物种，而且 很多事情的发生都是以一个细胞为起始的